第三種電気主任技術者・2009年度・理論

2009年度 理論 問18(b)

(選択問題)
図1の回路は、エミッタ接地のトランジスタ増幅器の交流小信号に注目した回路である。次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし、RLR_{L} [Ω] は抵抗、ibi_{b} [A] は入力信号電流、ic=6×10−3i_{c}=6\times10^{-3} [A] は出力信号電流、vbv_{b} [V] は入力信号電圧、vc=6v_{c}=6 [V] は出力信号電圧である。

図1の回路の計算は、図2の簡易小信号等価回路を用いて行うことが多い。この場合、上記(a)の式①, ②から求めた vbv_{b} [V] 及び ibi_{b} [A] の値をそれぞれ真の値としたとき、図2の回路から求めた vbv_{b} [V] 及び ibi_{b} [A] の誤差 Δvb\Delta v_{b} [mV], Δib\Delta i_{b} [μA] の大きさとして、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。
ただし、hパラメータの値は表1に示された値とする。

2009年度 理論 問18(b)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2009年度 理論 問18(b)

回答を選ぶ

選択すると結果を表示

見直しを保存するには、設定で端末内の記録をONにしてください。

次の問題へ →
正答・解説を確認する

正答:(4)

要点

正解は(4)。真の値は ib≈42.47 [μA]i_b \approx 42.47 \, [\mu A]、vb≈0.1494 [V]v_b \approx 0.1494 \, [V] である。簡易等価回路では ib′≈42.86 [μA]i_b^\prime \approx 42.86 \, [\mu A]、vb′≈0.1500 [V]v_b^\prime \approx 0.1500 \, [V] となるので、誤差は Δib≈0.39 [μA]\Delta i_b \approx 0.39 \, [\mu A]、Δvb≈0.57 [mV]\Delta v_b \approx 0.57 \, [mV] である。

詳細解説を読む

真の値(式①②より):
ic=hfeib+hoevci_{c} = h_{fe} i_{b} + h_{oe} v_{c} より、
ib=ic−hoevchfe=6×10−3−9×10−6×6140=6000−54140×10−6≈42.47 [μA]i_{b} = \dfrac{i_{c} - h_{oe} v_{c}}{h_{fe}} = \dfrac{6\times10^{-3} - 9\times10^{-6}\times6}{140} = \dfrac{6000 - 54}{140} \times 10^{-6} \approx 42.47 \ [\mu A]。
vb=hieib+hrevc=3.5×103×42.47×10−6+1.3×10−4×6≈0.1486+0.00078=0.1494 [V]v_{b} = h_{ie} i_{b} + h_{re} v_{c} = 3.5\times10^{3} \times 42.47\times10^{-6} + 1.3\times10^{-4} \times 6 \approx 0.1486 + 0.00078 = 0.1494 \ [V]。

簡易回路での値(図2より hre=0,hoe=0h_{re}=0, h_{oe}=0 とみなす):
ic=hfeib′i_{c} = h_{fe} i_{b}' より、
ib′=ichfe=6×10−3140≈42.86 [μA]i_{b}' = \dfrac{i_{c}}{h_{fe}} = \dfrac{6\times10^{-3}}{140} \approx 42.86 \ [\mu A]。
vb′=hieib′=3.5×103×42.86×10−6≈0.1500 [V]v_{b}' = h_{ie} i_{b}' = 3.5\times10^{3} \times 42.86\times10^{-6} \approx 0.1500 \ [V]。

誤差の大きさ:
Δib=∣42.47−42.86∣=0.39 [μA]\Delta i_{b} = |42.47 - 42.86| = 0.39 \ [\mu A]。
Δvb=∣0.1494−0.1500∣=0.0006 [V]=0.6 [mV]\Delta v_{b} = |0.1494 - 0.1500| = 0.0006 \ [V] = 0.6 \ [mV]。
詳細計算では ∣Δvb∣=∣hieΔib−hrevc∣|\Delta v_{b}| = |h_{ie}\Delta i_{b} - h_{re}v_{c}| となるため、∣1.35mV−0.78mV∣=0.57 [mV]|1.35mV - 0.78mV| = 0.57 \ [mV] となる。

関連問題

考え方を確認する補足解説